Fysik

to punktladninger omkring origo

22. maj 2012 af zezima (Slettet) - Niveau: Universitet/Videregående

Betragt situation med de to punktladninger på billedet vedhæftet. Det er tydeligt at potentialet er 0 når man er på x-aksen. Det må betyde, at det energimæssigt netto ikke vil koste noget at bringe en ladning ind fra uendelig til at ligge på x-aksen. Mit spørgsmål er:

Synes I, at dette er intuitivt i forhold til ladningernes placering og deres felter? Hvis, ja kan I så give mig et symmetriargument eller lignende, der siger at det må være sådan. 

NB: Jeg beder ikke om et matematisk argument, matematikken er jeg helt klar på :)

Vedhæftet fil: punktladninger.png

Brugbart svar (0)

Svar #1
22. maj 2012 af peter lind

Lad os for simpelthedens skyld antage at der er en positiv ladning på x aksen og at q er positiv. Kraften fra den øverste ladning vil virke frastødende  på ladningen. Opløst i retning efter x aksen og efter y aksen vil  kraften i x-aksens retning peger væk fra O (eller være 0 hvis ladningen er i O) og i y aksens retning vil den pege nedad. Kraften fra den nederste ladning vil være tiltrækkende således at den i x aksens retning  peger imod O (eller er 0) og i y aksens retning pege opad. På grund af symmetrien vil kræfterne på ladningen fra de 2 andre være lige store og modsat rettet så den resulterende kraft på ladningen er 0


Brugbart svar (0)

Svar #2
22. maj 2012 af hesch (Slettet)

Man kan sikkert føre et matematisk bevis. Det minder mig om noget med Cauchys integralsætning med cirkulationsintegraler omkring poler og nulpunkter. Det eneste jeg husker her er, at det er et langt og kompliceret bevis.

Det der umiddelbart slår mig er, i hvilken retning placerer du "uendelig" ?  og når du derfra bevæger ladningen til placering på x-aksen, hvilken bane vælger du så ?

Som sagt, man kan sikkert bevise det, men intuitivt: nej.


Svar #3
22. maj 2012 af zezima (Slettet)

Resulterende kraft 0? Tydeligvis vil de vandrette komposanter gå ud men de lodrette vil forstærke hinanden. Husk at den positive skubber ned og den negative trækker ned, så der trækkes ned med dobbeltkraft.
Men det svarer nu under nogen omstændigheder ikke helt på mit spørgsmål. Jeg spørger: Hvorfor er det sådan at arbejdet krævetfor at få en ladning +q ind fra uendelig til x-aksen er 0, dvs. hvordan kan man se det ud fra symmetri? 

Edit: Jeg fandt faktisk lige selv på et symmetriargument. Hvis det kostede arbejde ville arbejderne krævet være med modsat fortegn, hvis vi tog ind fra + og minus uendelig. Men det ville betyde at det ville kræve arbejde at føre partiklen fra uendelig til -uendelig. Og det er inkonsistent synes jeg.. Okay, den er måske lige på grænsen til at være et ordentlig argument.


Brugbart svar (0)

Svar #4
22. maj 2012 af Andersen11 (Slettet)

Hvis prøveladningen er på x-aksen, vil den resulterende kraft på prøveladningen være parallel med y-aksen. Bevæges prøveladningen langs x-aksen, vil vejen derfor hele tiden være vinkelret på kraftens retning, hvorfor der om det udførte arbejde gælder

F•dr = 0


Svar #5
22. maj 2012 af zezima (Slettet)

hmm.. jeg tror vi snakker uden om hinanden. Jeg snakker om at bringe ladningen ind fra uendelig langt væk i vilkårlig retning. Ikke nødvendigvis fra x-aksen, selvom jeg nu godt kan se, at det jeg har skrevet har givet anledning til at tro det. Jeg mente mere om man for vilkårligt R=x2+y2->∞ kan se ud fra et symmetriargument at arbejdet må være 0. Men jeg hælder nu mere og mere til at det kan man ikke, og stiller mig tilfreds med det.
 


Skriv et svar til: to punktladninger omkring origo

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.